由圖3可知,當甲苯用量較小時,隨著甲苯用量的增加,反應酯化率明顯增大;當甲苯用量為反應物總質量的70%時,反應酯化率達到最大;再增加甲苯用量,反應酯化率反而稍有下降。這是因為溶劑甲苯的加入,降低了反應物的粘度,改善了反應物之間的流動性,增加了反應性基團——羥基和羧基接觸的幾率;另外,甲苯還能夠與反應生成的水發生共沸,使反應產生的水隨甲苯迅速脫離反應體系,進而使反應不斷向生成酯化產物的方向移動。但當甲苯用量超過70%后,通過甲苯與水共沸已完全能清除反應體系中的游離水,此時再加大甲苯用量,會致使反應物濃度下降而導致反應酯化率的降低。因此綜合考慮,確定甲苯溶劑用量為反應物總質量的70%為宜。
2.4阻聚劑用量對產物外觀和粘度的影響
實驗選用對苯二酚做為阻聚劑,研究發現,當阻聚劑用量過小時,產物粘度較大;阻聚劑用量過大時,產物顏色較深,這是因為對苯二酚用量過多,過量的對苯二酚在反應過程中氧化,導致產物顏色變深;對苯二酚用量過少,反應體系中含有雙鍵反應物丙烯酸和含二元的雙鍵目標產物,在較高溫度下容易發生丙烯酸自聚及與本反應目標產物間的交聯反應,導致反應體系粘度變大。實驗通過研究發現,當阻聚劑用量為丙烯酸質量的0.75%時,產物純凈,顏色較淺,粘度正常。
2.5合成產物的結構分析
分別利用紅外光譜和1H-NMR對產物的結構進行了表征,聚醚硅油丙烯酸酯化的紅外175譜圖如圖4所示。
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由圖4可知,聚醚硅油酯化前的紅外譜圖中,1061.6cm-1、1028.3cm-1180為聚醚硅油Si-O-Si的特征峰,1260cm-1、804.3cm-1為聚醚硅油Si-CH3的特征峰,3465.3cm-1為聚醚硅油—OH的特征峰。與酯化前聚醚硅油的紅外譜圖對比,酯化后聚醚硅油的紅外譜圖中,歸屬為聚醚硅油Si-O-Si的特征峰1061.6cm-1、1028.3cm-1均存在。但歸屬為聚醚硅油的—OH的特征峰3465.3cm-1在酯化后已經消失,并在1732.2cm-1出現了—C=O的特征峰以及在1190.1cm-1出現了—C-O-C的特征峰,表明酯化產物中有酯鍵生成。酯化產物在1600-1650cm-1未出現雙鍵特征峰,原因可能是雙鍵所占整個硅油的比例太低,吸收峰太弱不明顯所致。產物的紅外譜圖分析表明丙烯酸通過酯鍵接枝到聚醚硅油。
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聚醚硅油酯化產物主要質子的核磁譜圖結果如圖5所示,其中分子鏈中各個質子振動峰對應的具體化學位移(δ)如下:k(0.08),Si-CH3;j(1.2),Si-CH2;i(1.71),Si-CH2CH*2CH2O;h(3.37),Si-CH2CH2CH*2O;f(3.54),-(CH2CH2O)-;e(3.65),CH*2CH2OOCCH=CH2;d(4.32),CH*2OOCCH=CH2;c(6.05),CH*=CH2;a(5.80)、b(6.43),CH=CH*2;7.25為CDCl3溶劑峰。這些峰說明合成產物分子中不僅含有骨架聚硅氧烷鏈段,還含有酯基、聚醚、乙烯基等基團,并且產物的結構基本與設計式結構一致。
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